Buscar

Aula0422_03_23 (1)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 51 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 51 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 51 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

Motores de 
Combustão Interna
Professor: 
Diego Batista Valim
E-mail:
diego.valim@kroton.com.br
16/03/2023
SUMÁRIO:
2. Combustíveis e combustão
2.1 – Combustíveis
2.2 – Combustão em motores alternativos
2.3 – Mistura e injeção em ciclo Otto
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 2
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Etanol ou gasolina? Essa talvez é a pergunta mais frequente que ouvimos quando vamos
até um posto de gasolina abastecer o carro.
• Quais são os parâmetros que utilizamos para decidir entre abastecer com etanol ou
gasolina o carro flex?
• Derivados de petróleo → gasolina e óleo diesel]
• Derivados de origem vegetal → metanol e etanol
3
Introdução
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• A maioria dos motores de combustão interna obtém sua energia a partir da combustão de
uma mistura combustível-ar, que converte a energia química do combustível em energia
interna nos gases dentro do motor.
o Combustível → hidrocarboneto
• A reação de combustão pode ser completa ou incompleta.
o Na combustão completa, existe uma quantidade de ar suficiente para a queima de
todo combustível. Os produtos formados da queima são o dióxido de carbono
(𝐶𝑂2) e a água (𝐻2𝑂(𝑣)).
4
Combustíveis
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
o Na combustão incompleta, a quantidade de ar atmosférico não é suficiente para a
queima de todo combustível disponível e os produtos formados podem ser o
monóxido de carbono dióxido de carbono 𝐶𝑂(𝑔) , água (𝐻2𝑂(𝑣)) e fuligem (𝐶(𝑠)).
• Um veículo com a reação de combustão incompleta emite uma fumaça preta (fuligem)
saindo elo escapamento. Isto indica que a quantidade de oxigênio é insuficiente para a
queima de todo combustível e temos uma combustão incompleta.
5
Combustíveis
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O isooctano (𝐶8𝐻18 𝑔 ), um componente presente na gasolina tem sua reação de
combustão completa com o oxigênio e o nitrogênio:
• Para um hidrocarboneto combustível genérico (CxHy), a reação de combustão e a relação
estequiométrica pode ser expressa como mostra a reação:
• Em que:
6
Combustíveis
𝐶8𝐻18 𝑔 + 12,5𝑂2 (𝑔) + 12,5 3,76 𝑁2 𝑔 → 8𝐶𝑂2 (𝑔) + 9𝐻2𝑂(𝑣) + 12,5(3,76)𝑁2 (𝑔)
𝐶𝑥𝐻𝑦 𝑔 + 𝑎(𝑂2 + 3,76𝑁2) → 𝑥𝐶𝑂2 𝑔 +
𝑦
2
𝐻2𝑂 + 3,76𝑎𝑁2
𝑎 = 𝑥 +
𝑦
4
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Nos motores de combustão interna (MCI) o ar atmosférico é utilizado como a fonte de
oxigênio que reagirá com o combustível, e o nitrogênio é inerte, isto é, não participa
efetivamente da reação de combustão.
• Nas reações de combustão incompleta para o isooctano temos:
7
Combustíveis
𝐶8𝐻18 𝑔 + 8,5𝑂2 (𝑔) → 8𝐶𝑂2 (𝑔) + 9𝐻2𝑂(𝑣)
𝐶8𝐻18 𝑔 + 4,5𝑂2 (𝑔) → 8𝐶 (𝑠) + 9𝐻2𝑂(𝑣)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• É importante conhecer as reações de combustão, pois a partir delas é possível determinar
a quantidade de ar teórica, necessária para que ocorra a combustão completa.
• Essa relação da quantidade de combustível com a quantidade de ar que entra no motor
afeta diretamente o rendimento do motor e a razão dessas quantidades ar-combustível é
denominada razão estequiométrica
𝐴
𝐹 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
, dada pela Equação 1.
8
Combustíveis
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna 9
Combustíveis
𝐴
𝐹
𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
=
𝑚𝑎𝑟
𝑚𝐹 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
=
4,76 𝑥 𝑎
1
𝑥
𝑀𝑊𝑎
𝑀𝑊𝐹
(Equação 1)
Onde:
𝑚𝑎𝑟 → é a massa do ar
𝑚𝐹 → é a massa do combustível
𝑀𝑊𝑎 → é a massa molar do ar
𝑀𝑊𝐹 → é a massa molar do combustível
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Para determinar a razão estequiométrica combustível-ar utiliza-se a Equação 2.
• Teoricamente, na mistura estequiométrica a relação ar-combustível é ideal quando a
combustão é completa. A razão de equivalência (φ) é utilizada para indicar
quantitativamente quando a mistura ar-combustível é rica, pobre ou estequiométrica e é
dada pela Equação 3.
10
Combustíveis
𝐹
𝐴 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
=
𝑚𝑓
𝑚𝑎𝑟
=
1
𝐴
𝐹
(Equação 2)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Teoricamente, na mistura estequiométrica a relação ar-combustível é ideal quando a
combustão é completa. A razão de equivalência (φ) é utilizada para indicar
quantitativamente quando a mistura ar-combustível é rica, pobre ou estequiométrica e é
dada pela Equação 3.
11
Combustíveis
∅ =
𝐴
𝐹 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
𝐴
𝐹
=
𝐹
𝐴
𝐹
𝐴 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑞
(Equação 3)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Para ∅ > 1 → Denomina-se mistura rica, pois existe o excesso de combustível,
consequentemente, nesse caso a combustão é incompleta devido à falta de oxigênio .
• Para ∅ < 1 → Tem-se uma mistura pobre. Ao entrar em combustão, devido ao excesso de
oxigênio, a temperatura da faísca de ignição será elevada, provocando superaquecimento
nos componentes do motor.
• Para ∅ = 1 → Mistura estequiométrica, considerada a mistura ar-combustível ideal.
12
Combustíveis
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Os principais combustíveis utilizados em motores de combustão interna são os derivados
de petróleo como as gasolinas, os óleos diesel, os querosenes de aviação e os óleos
combustíveis marítimos.
Gasolinas
• As gasolinas são misturas de diversas naftas que são obtidas durante o processamento do
petróleo bruto e devem ser equilibradas de tal maneira que proporcionem um
desempenho satisfatório em uma grande variedade de condições operacionais dos
motores.
13
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• A maioria das gasolinas são compostas por hidrocarbonetos que contêm entre cinco e
nove átomos de carbono.
• As composições das gasolinas seguem especificações quanto à qualidade, desempenho,
aspectos ambientais e composições flexíveis.
• Esses aspectos impactam diretamente no preço do combustível, cabendo aos fabricantes
de motores adequarem seus produtos aos combustíveis disponíveis no mercado. No Brasil,
as gasolinas são classificadas como:
14
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Gasolina A: que é comercializada somente entre refinarias e distribuidores e é isenta da
adição de etanol anidro
• Gasolina C: que são as gasolinas com adição de etanol anidro comercializadas nos postos
de abastecimento, elas podem ser a gasolina comum com adição de 27 [% v/v] e a gasolina
premium com adição de 25 [% v/v] de etanol anidrido.
• As propriedades das gasolinas mudam em função dos teores de naftas utilizadas em suas
composições e, dentre as propriedades que mais influenciam o desempenho do motor,
temos a octanagem e volatilidade.
15
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• A octanagem ou o número de octano é a propriedade que descreve se o combustível será
ou não autoinflamado.
• A octanagem representa a resistência da mistura combustível-ar em relação à autoignição,
responsável pela detonação, que é um fenômeno relacionado à combustão espontânea e
indesejada.
• O número de octanos é uma escala numérica obtida pela comparação das características
de autoignição entre o combustível analisado e os combustíveis padrões: isooctano (2,2,4-
trimetilpentano) e n-heptano.
16
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
o Isooctano (2,2,4- trimetilpentano) que apresenta elevada resistência à detonação e
recebe o número de octanagem igual a 100.
o N-heptano. possui baixa resistência a detonação e recebe o número de octanagem
igual a 0.
• Dessa forma, a octanagem de referência é o percentual volumétrico de isooctano na
mistura com n-heptano.
o Em geral, no Brasil, as gasolinas comum e aditivada possuem um padrão de
octanagem igual a 87. 87 [%] de isooctano e 13 [%] de n-heptano.
17
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim- Motores de Combustão Interna
• Quanto maior o número de octano de um combustível, menos provável que se
autoinflame.
• Sendo assim:
o Motores com baixas taxas de compressão podem usar combustíveis com números
mais baixos de octanas.
o Motores de alta compressão devem usar combustível de alta octanagem para
evitar a autoignição e a chamada “batida de pino” caracterizada pelo ruído gerado
entre a ondas de choque no interior da câmara de combustão.
18
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Os dois métodos mais comuns de classificação de combustíveis são o Método de Pesquisa
ou RON (Research Octane Number) e o Método Motor ou MON (Motor Octane Number).
o RON (ASTM D2700) O número de octano é determinado comparando-se os
resultados obtidos do combustível avaliado com aqueles obtidos com misturas de
isooctano e n-heptano, em um motor de compressão variável.
o MON (ASTM D2669) o número de octano é obtido através do pré-aquecimento da
mistura de combustível, utilizando-se um motor com maior rotação e ponto de
ignição variável.
19
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• As condições de operação usadas para medir o MON são mais severas do que as usadas no
RON e produzem valores menores que RON. Assim, a diferença dos dois números é
conhecida como sensibilidade do combustível (Equação 4).
20
Combustíveis derivados do petróleo
S𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑅𝑂𝑁 −𝑀𝑂𝑁 (Equação 4)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Valores da sensibilidade de gasolinas obtidas por diferentes processos
*Altera se a molécula é ramificada, cíclica ou não.
21
Propriedades e curvas características de motores
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• No refino de petróleo é estabelecida uma sequência de processos em que um ou mais
fluidos que compõem as entradas do processo são convertidos em outros fluidos,
constituindo as saídas do processo. Esses fluidos são denominados correntes.
• O gráfico a seguir apresenta valores de octanagem RON para diversas correntes a partir da
avaliação da octanagem pela temperatura de ebulição de cada um de seus componentes.
22
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Valores de octanagem 
RON versus temperatura
CTE - Chumbo-Tetra-Etila 
CTM – Chumbo-Tetra-Metila
23
Propriedades e curvas características de motores
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Outra propriedade importante das gasolinas é a volatilidade que é representada pela sua
faixa de destilação e pela pressão de vapor, isto é, a tendência de o combustível mudar de
líquido para vapor a qualquer temperatura.
• A volatilidade da gasolina afeta a facilidade de partida, a duração do período de
aquecimento e o desempenho do motor durante a operação normal.
24
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• A taxa de vaporização aumenta à medida que a temperatura aumenta e à medida que a
pressão diminui. Assim, durante todo o funcionamento do motor, a vaporização da
gasolina deve ocorrer conforme suas condições de operações em plena carga (WOT –Wide
Open Throttle).
• A viscosidade, a tensão superficial, o calor latente de vaporização, a velocidade da chama e
o balanço molar são propriedades quase constantes da gasolina e importantes para o
funcionamento e desempenho do motor.
25
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Diesel
• O diesel combustível (óleo diesel, óleo combustível) é obtido em uma ampla faixa de pesos
moleculares e propriedades físicas.
• No Brasil, o óleo diesel comercializado recebe adição de ± 50,5 [%] de biodiesel de acordo
com regulamentação da ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e
Biocombustíveis).
• Durante o processo de purificação do biodiesel processos de refinos são destinados para a
conversão das frações mais pesadas (nobres) que resultam em frações com faixa de
destilação compatível com a do diesel.
26
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Normalmente, essas frações contêm moléculas de dez a trinta átomos de carbono, com
faixa de destilação aproximadamente entre 120 e 400 [°C].
• Na formulação do diesel as correntes tradicionais são obtidas da destilação atmosférica e
hidrotratadas.
o Assim como na gasolina, as propriedades do diesel variam em função de sua
composição, sendo que o número de cetano e a volatilidade são as propriedades
que mais influenciam no desempenho dos motores que utilizam esse combustível.
27
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O número de cetano é a propriedade que quantifica a qualidade de ignição do óleo diesel
e que descreve como este entrará em autoignição.
• Em motores a Diesel, a fragmentação das moléculas do combustível é desejável devido à
intensificação da combustão do combustível injetado, e o número de cetano aumenta de
acordo com a tendência de fragmentação, em oposição à octanagem.
o Quanto maior o número de cetanos, menor será a temperatura de ignição, isto é,
mais rápido o combustível se autoinflamará no interior da câmara de combustão.
28
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Essa característica é consequência direta da estrutura e da cadeia carbônica dos
hidrocarbonetos presentes no diesel, sendo que quanto maior e mais linear a cadeia
carbônica maior será a tendência de fragmentação das moléculas.
• O número de cetano, fisicamente representa, o tempo decorrido entre o início da injeção
do combustível e o início da combustão e é conhecido como “atraso de ignição”.
o Um demasiado atraso provoca a elevação brusca da pressão na câmara de
combustível devido ao acúmulo de combustível já vaporizado que tende a se
queimar de uma única vez causando um forte ruído conhecido como “batida
diesel”.
29
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O atraso de ignição varia em função dos parâmetros de funcionamento como carga,
rotação e avanço de injeção, o que em um motor Diesel convencional encontra-se entre
3° e 10° do virabrequim.
• Os números de cetanos são estabelecidos através da comparação de testes entre o
combustível avaliado e dois combustíveis de referência padrão:
o N-hexadecano (𝐶16𝐻34) → valor do número de cetano de 100.
o 2,2,4,4,6,8,8 – heptametilnonano (HMN) → valor do número de cetano igual a 15.
30
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O número de cetano (NC) de outros combustíveis avaliados são então obtidos comparando
o atraso de ignição desses combustíveis com o atraso de ignição de uma mistura dos dois
combustíveis de referência (Equação 5).
31
Combustíveis derivados do petróleo
N𝐶 = ℎ𝑒𝑥𝑎𝑑𝑒𝑐𝑎𝑛𝑜 %
𝑣
𝑣
+ 0,15 𝐻𝑀𝑁 %
𝑣
𝑣
(Equação 5)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• A volatilidade é outra propriedade do óleo diesel e indica o perfil de vaporização do
produto e se relacionada diretamente com a distribuição de compostos leves e pesados
presentes no diesel.
• Outras propriedades importantes do diesel são a massa específica, a viscosidade,
lubricidade, os pontos de turbidez, de entupimento e de fluidez, estabilidade química e
condutividade elétrica.
32
Combustíveis derivados do petróleo
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Os combustíveis de origem vegetal se apresentam como uma alternativa atraente de
combustíveis em detrimento a utilização dos combustíveis de origem do petróleo.
• Os combustíveis de origem vegetal utilizados em automóveis são os compostos oxigenados
com destaque para os álcoois e éteres.
Álcoois
• Os álcoois utilizados como combustíveis apresentam cadeias de um a cinco carbonose são:
metanol, etanol, álcool terc-butílico (TBA), mistura acetona-butanol-etanol (ABE),
Isopropanol, butanol-1, isobutanol, butanol-2, dentre outros.
33
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Entre os álcoois destaca-se a utilização do etanol, o único composto oxigenado permitido
pela legislação brasileira.
• O consumo no país de etanol hidratado, isto é, do etanol que abastece os automóveis nas
bombas de combustíveis em 2017, foi de 13,642 bilhões de litros.
• Já o consumo de etanol anidro (etanol adicionado na gasolina) no mesmo ano, foi de
25,562 bilhões de litros.
o No etanol hidratado o teor máximo de água permitido é de 4,9 [% v/v] enquanto
no etanol anidro esse percentual é de 0,4 [% v/v].
34
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O etanol (𝐶2𝐻5𝑂𝐻) é obtido a partir do processo de fermentação natural de açúcares (no
Brasil principalmente da fermentação da cana-de-açúcar) ou pela hidrólise da celulose.
• Os éteres são compostos oxigenados que apresentam melhor miscibilidade em função da
semelhança molecular com as gasolinas comercias e dificuldade em se misturar com a
água, são utilizados como substitutos aromáticos para o aumento de octanagem, sem
prejuízos de emissões.
o Os principais éteres utilizados são MTBE – Metil-Terc-Butil-Eter, ETBE – Etil-Terc-
Butil-Eter e TAME – Terci-Amil-Metil-Éter
35
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Propriedades de alguns
compostos oxigenados
36
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Nos compostos oxigenados, normalmente os valores de octanagem são elevados e em
misturas de hidrocarbonetos esses valores são acentuados. Esse fenômeno ocorre devido à
detonação, que é uma função da temperatura da câmara de combustão.
Octanagem de compostos oxigenados
37
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Biodieseis
• Os óleos vegetais, as gorduras animas, o biodiesel e o H-Bio também são combustíveis
alternativos ao óleo diesel utilizado em motores de ignição espontânea (MIE) provenientes
da biomassa, isto é, de fontes renováveis.
• Os óleos vegetais são basicamente triacilglicerídeos formados por ácidos graxos e glicerol
e, de acordo com sua cadeia carbônica, podem se apresentar à temperatura ambiente
como líquidos (óleos) ou sólidos (gorduras).
38
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Os ácidos graxos presentes nos óleos vegetais apresentam saturações (ligações simples) e
insaturações (ligações duplas) entre os átomos de carbono de sua cadeia e essas
características influenciam diretamente nas propriedades desses óleos.
• Por exemplo, à medida que aumenta a quantidade de insaturações do ácido graxo, se
observa que o ponto de fusão e a viscosidade diminuem. Já os ácidos graxos saturados
apresentam maior estabilidade à oxidação quando comparados aos ácidos graxos
insaturados.
39
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• Existe uma grande diversidade da estrutura química dos óleos vegetais, a utilização de
óleos puros e misturas com óleo diesel trazem diversos problemas devido à combustão
incompleta como: dificuldade de partida a frio, formação excessiva de resíduos de
oxidação nos cilindros, formação de depósitos de coque nos bicos injetores, diluição do
combustível não queimado ao óleo lubrificante e entupimento dos canais de lubrificação
pela formação de polímeros em suas extensões.
40
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O biodiesel é um combustível obtido através da reação de transesterificação ou
esterificação direta dos ácidos graxos presentes nos óleos vegetais e gorduras animais,
formando como produtos ésteres de cadeias menores.
• Na reação de transesterificação ocorre a retirada do glicerol da molécula do ácido graxo do
óleo vegetal, reduzindo significativamente sua viscosidade.
• Algumas das vantagens em se utilizar biodiesel em motores de combustão interna são: o
biodiesel é miscível ao óleo diesel, a lubricidades e pontos de fulgor mais elevados em
comparação com o óleo diesel. No Brasil, a adição de biodiesel ao diesel derivado do
petróleo corresponde a 10% (2018).
41
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
• O óleo diesel obtido a partir do processamento de óleo e/ou gorduras, conhecidos H-Bio, é
uma alternativa à utilização do óleo diesel obtido a partir do refino do petróleo.
• O H-Bio é produzido do processamento de óleos/gorduras de origem vegetal e animal por
hidroconversão catalítica em unidades de hidrotratamento (HDT), otimizando a utilização
de frações de óleo diesel nas refinarias.
• Misturas de frações de óleo diesel e de óleo vegetal/animal em um reator HDT em
condições controladas em alta temperatura e pressão de hidrogênio transforma o óleo de
fonte de origem biológica em hidrocarbonetos parafínicos lineares semelhantes aos
hidrocarbonetos presentes no óleo diesel. Melhorando a qualidade final do diesel.
42
Combustíveis derivados de origem vegetal
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
1) Analise um motor flex com três cilindros que atualmente é utilizado em carros de passeio.
Entre as informações preliminares: o isooctano é queimado com uma quantidade teórica de
ar de 120%, isto é, o motor apresenta uma combustão incompleta com formação de fuligem.
A partir da reação de combustão do isooctano determine o valor da relação ar-combustível.
43
Exemplos
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
2) Calcule a razão ar-combustível de uma turbina com as seguintes características técnicas:
∅ = 0,268 utilizando como combustível um gás natural de fórmula 𝐶1,16𝐻4,32, 𝑀𝑊𝑎 = 29.
44
Exemplos
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
1) A maioria dos motores de combustão interna obtém sua energia a partir da combustão de
uma mistura combustível-ar (hidrocarboneto com o oxigênio presente no ar atmosférico)
que converte a energia química do combustível (hidrocarboneto) em energia interna nos
gases dentro do motor. Dada a reação de combustão:
Analise a reação de combustão.
Assinale a alternativa correta em relação à reação de combustão apresentada:
45
Exercícios
𝐶8𝐻18 𝑔 + 12,5𝑂2 (𝑔) → 8𝐶𝑂2 (𝑔) + 9𝐻2𝑂(𝑣)
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
a) Trata-se de uma reação de combustão completa com a formação de hidrocarboneto e
oxigênio no estado gasoso.
b) Trata-se de uma reação de combustão incompleta, caracterizada pela formação principal
de monóxido de carbono e água no estado líquido.
c) Trata-se de uma reação de combustão incompleta, com formação de fuligem e água no
estado vapor.
d) Trata-se de uma reação de combustão completa, com a formação dos produtos dióxido de
carbono e água no estado vapor.
e) Trata-se de uma reação de combustão incompleta, com a formação de hidrocarbonetos e
dióxido de carbono no estado vapor.
46
Exercícios
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
2) As composições das gasolinas seguem especificações quanto à qualidade, desempenho,
aspectos ambientais e composições flexíveis. Esses aspectos impactam diretamente no
preço do combustível, cabendo aos fabricantes de motores adequarem seus produtos aos
combustíveis disponíveis no mercado. No Brasil as gasolinas são classificadas como:
gasolina A e gasolina C. A partir do exposto, avalie a veracidade das seguintes afirmações:
47
Exercícios
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
I. A gasolina A é comercializada nos postos de abastecimento e possuem adição de 25%v de
etanol anidrido.
II. A gasolina C é comercializadaentre distribuidores e postos de abastecimento e é isenta
da adição de etanol anidro.
III. A gasolina premium é classificada como gasolina A e possui adição de 27%v de etanol
hidratado.
IV. A gasolina C são as gasolinas com adição de etanol anidro comercializadas nos postos de
abastecimento.
48
Exercícios
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
Dadas as afirmações, assinale a alternativa correta.
a) Estão corretas I, II, III e IV.
b) Somente II, III e IV estão corretas.
c) Somente I, II e III estão corretas.
d) Somente III está correta.
e) Somente IV está correta.
49
Exercícios
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
3) Os óleos vegetais são basicamente triacilglicerídeos formados por ácidos graxos e glicerol
e, de acordo com sua cadeia carbônica, podem se apresentar à temperatura ambiente
como líquidos (óleos) ou sólidos (gorduras). Os ácidos graxos presentes nos óleos vegetais
apresentam saturações e insaturações entre os átomos de carbono de sua cadeia, e essas
características influenciam diretamente nas propriedades desses óleos. Dada as seguintes
fórmulas estruturais dos ácidos graxos: Ácido oleico – Ácido palmítico – Ácido linoleico
Com base nas estruturas dos ácidos graxos, assinale a alternativa correta:
50
Exercícios
16/03/2023 Diego Valim - Motores de Combustão Interna
a) O ácido oleico apresenta maior estabilidade à oxidação quando comparado ao ácido
palmítico devido à presença de insaturação entre os átomos de carbono.
b) O ácido linoleico apresenta a maior estabilidade à oxidação em relação ao ácido oleico
devido ao maior número de insaturações entre os átomos de carbono.
c) Entre os três ácidos graxos, o ácido palmítico apresenta maior estabilidade à oxidação
devido à ausência de insaturações entre os átomos de carbono.
d) O ácido palmítico é um ácido graxo insaturado presente na composição de óleos vegetais
e possui fórmula estrutural
e) Devido à presença de insaturações, os ácidos oleico e linoleico apresentam pontos de
fusão mais elevados que o ácido palmítico.
51
Exercícios
𝐶𝐻3(𝐶𝐻2)14𝐶𝑂2𝐻
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51

Continue navegando